Аденилатциклаза, некомпетентная по циклическому аденозин монофосфату, композиция и способы для лечения сердечной недостаточности и улучшения сердечной функции - RU2015155831A

1. Способ, или in vivo способ для, или способ:

(1) лечения объекта, страдающего от или имеющего риск болезни сердца или сердечной недостаточности;

(2) лечения, облегчения, ликвидации последствий, защиты или профилактики у индивидуума или пациента:

болезни сердца,

сердечной недостаточности,

ухудшения функции сердца или функционального состояния сердца,

ухудшения функции сердца или функционального состояния сердца, вызванного инфекцией сердца или патологическим состоянием сердца,

(3) повышения обращения кальция в интактных сердечных миоцитах путем увеличения поглощения Са²⁺ саркоплазматическим ретикулумом (CP) и/или увеличения переходов Са²⁺ с уменьшенным временем релаксации в интактных кардиомиоцитах,

(4) ингибирования образования уровней внутриклеточного цАМФ в кардиомиоцитах,

(5) защиты кардиомиоцита от запрограммированной клеточной смерти (апоптоза), или уменьшения количества кардиомиоцитов, в которых запустилась запрограммированная клеточная смерть (апоптоз) в результате апоптозного сигнала, или

(6) уменьшения симптома и/или снижения смертности у пациентов с сердечной недостаточностью или индивидуумов, имеющих инфекции сердца или болезнь сердца в результате снижения функции сердца или сердечного выброса: повышение функции сердца или сердечного выброса; или снижения частоты госпитализаций по поводу сердечной недостаточности,

включающий:

(а) обеспечение:

(i) белка или полипептида некомпетентной по циклическому аденозинмонофосфату (цАМФ-некомпетентной) аденилатциклазы 6 типа (АС6) (также называемой «AC6mut»),

где необязательно AC6mut является рекомбинантным, синтетическим, пептидомиметическим или выделенным полипептидом или пептидом AC6mut; или

(ii) а AC6mut-кодирующей нуклеиновой кислоты или гена:

где необязательно AC6mut-кодирующая нуклеиновая кислота или ген функционально связаны с последовательностью регулирующей транскрипцию, где необязательно последовательность регулирующая транскрипцию представляет собой промотор и/или энхансер, или промотор, специфичный для сердечных клеток или миоцит-специфичный промотор; или

где необязательно AC6mut-кодирующая нуклеиновая кислота или ген функционально связаны с последовательностью регулирующей транскрипцию, и, необязательно, AC6mut-кодирующая нуклеиновая кислота или ген содержится в средстве доставки, векторе, экспрессирующем векторе, рекомбинантном вирусе, или эквиваленте и средстве доставки, экспрессирующем носителе, векторе, рекомбинантном вирусе, или его эквиваленте, который может экспрессировать AC6mut-кодирующую нуклеиновую кислоту или ген в клетке или in vivo,

где необязательно клетка представляет собой сердечную клетку или миоцит;

где AC6mut не катализирует распад АТФ в цАМФ, или имеет нарушенную способность катализировать распад АТФ в цАМФ, и, необязательно, нарушенную способность катализировать распад АТФ в цАМФ определяется как AC6mut, обладающую лишь около 1%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% или 95% каталитической активности из АТФ в цАМФ АС6 дикого типа,

и когда AC6mut экспрессируется в кардиомиоците in vivo функция левого желудочка (ЛЖ) не затрагивается или не снижается или функция ЛЖ существенно не затрагивается или не уменьшается,

и, необязательно, экспрессия AC6mut в кардиомиоците увеличивает поглощение Са²⁺ саркоплазматическим ретикулумом,

и, необязательно, экспрессия AC6mut в кардиомиоците снижает ЕС50 для активации SERCA2a,

и, необязательно, экспрессия AC6mut в кардиомиоците уменьшает экспрессию белка фосфоламбана,

и, необязательно, замена ингибирует связывание Mg²⁺ и изменяет эффективность опосредованной Gs аактивации каталитического ядра;

(b) доставку или введение AC6mut или AC6mut-кодирующей нуклеиновой кислоты или гена, в сердечную клетку или кардиомиоциты, или экспрессию AC6mut в сердечной клетке или кардиомиоците или экспрессию AC6mut-кодирующей нуклеиновой кислоты или гена в сердечной клетке или кардиомиоците,

где необязательно AC6mut-кодирующая нуклеиновая кислота функционально связана с последовательностью, регулирующей транскрипцию, или необязательно средством доставки, вектором, экспрессирующим вектором, рекомбинантным вирусом, или эквивалентом, доставляется или вводится в клетку кардиомиоцита, или индивидууму или пациенту, нуждающемуся в этом,

и, необязательно, передача или введение AC6mut-кодирующей нуклеиновой кислоты или гена в сердечную клетку или миоцит in vivo является направленной доставкой в сердечную мышцу или кардиомиоцит, или включает прямую доставку или введение в сердце, или включает внутрисердечную инъекцию или инфузию,

вследствие чего осуществляется:

лечение объекта, страдающего или имеющего риск болезни сердца или сердечной недостаточности,

лечение, облегчение или защита (профилактики) индивидуума или пациента от заболевания сердца, сердечной недостаточности, снижение функции сердца или сердечного выброса, снижение функции сердца или сердечного выброса из-за инфекции сердца или болезни сердца,

повышение обращения кальция в интактных кардиомиоцитах, путем увеличения поглощения Са²⁺ саркоплазматическим ретикулумом (CP) и/или увеличения переходов Са²⁺ с уменьшенным временем релаксации в интактных кардиомиоцитах,

ингибирование образования внутриклеточных уровней цАМФ в кардиомиоцитах,

защита сердечного миоцита от сигнала программируемой клеточной смерти (апоптоза) или уменьшение количества кардиомиоцитов, в которых запустилась запрограммированная клеточная смерть (апоптоз) в результате апоптозного сигнала, или

у пациентов с сердечной недостаточностью или у индивидуумов, имеющих инфекции сердца или болезни сердца, что приводит к снижению функции сердца или сердечного выброса: увеличения функции сердца или сердечного выброса, уменьшения симптомов и/или снижения смертности.

2. Способ по п. 1, где AC6mut содержит полипептид аденилил циклазы (АС), содержащий замену незаряженной или неполярной аминокислоты на заряженную или кислую аминокислоту в каталитическом центре АС-полипептида.

где необязательно незаряженная или неполярная аминокислота представляет собой аланин (Ala), и необязательно кислая аминокислота представляет собой аспарагиновую кислоту (Asp), или необязательно незаряженная или неполярная аминокислота представляет собой Ala, и кислая аминокислота представляет собой Asp.

3. Способ по п. 2, где AC6mut содержит:

полипептид мышиной аденилил циклазы (АС), имеющий замену Ala на Asp в положении 426 в каталитическом центре АС-полипептида согласно SEQ ID NO: 16, где SEQ ID NO: 17 представляет собой аминокислотную последовательность полипептида после замены D⇒A (SEQ ID NO: 16 представляет собой аминокислотную последовательность перед заменой D⇒А замена); или

полипептид мышиной AC6mut, содержащий замену аланина, или Ala на Asp в положении 436 в каталитическом центре АС-полипептида согласно SEQ ID NO: 11, где SEQ ID NO: 12 представляет собой аминокислотную последовательность полипептида после замены D⇒A (SEQ ID NO: 11 представляет собой аминокислотную последовательность перед заменой D⇒А замена).

4. Способ по п. 1, где АС6 представляет собой полипептид АС6 млекопитающего.

5. Способ по п. 4, где АС6 представляет собой полипептид человеческой АС6.

6. Способ по п. 5, где полипептид человеческой АС6 содержит

полипептид человеческой АС6, содержащий замену Ala на Asp в положении 426 в каталитическом центре АС-полипептида согласно SEQ ID NO: 10, где SEQ ID NO: 13 представляет собой аминокислотную последовательность полипептида после замены D⇒A (SEQ ID NO: 10 представляет собой аминокислотную последовательность перед заменой D⇒А).

7. Способ по п. 1, где:

(a) AC6mut-кодирующая нуклеиновая кислота или ген стабильно вставлены в хромосому клетки;

(b) средство доставки, вектор, экспрессирующий вектор, рекомбинантный вирус или эквивалент представляет собой или содержит: адено-ассоциированный вирус (AAV); рекомбинантный вирус AAV или вектор; вирион AAV, или аденовирусный вектор, или любой псевдотип, гибрид или их производное;

(c) способ (b), где адено-ассоциированный вирус (AAV), рекомбинантный вирус AAV или вектор, вирион AAV, или аденовирусный вектор представляет собой или содержит: AAV серотип AAV5, AAV6, AAV7, AAV8 или AAV9; AAV (AAVrh) макаки-резус, или AAVrh10; или любой их гибрид или производное;

(d) AC6mut-кодирующая нуклеиновая кислота или ген функционально связаны с регулируемой или индуцируемой транскрипционной регуляторной последовательностью;

(e) способ (d), где регулируемая или индуцируемая транскрипционная регуляторная последовательность представляет собой регулируемый или индуцируемый промотор;

(f) способ любого из (а)-(е), где введение AC6mut-кодирующей нуклеиновой кислоты или гена, функционально связанного с транскрипционной регуляторной последовательностью, или доставляющего носителя, вектора, экспрессирующего вектора, рекомбинантного вируса или эквивалента индивидууму или пациенту, нуждающемуся в этом, приводит к: направленной доставке и экспрессии AC6mut в кардиомиоцитах, или AC6mut высвобождается в кровоток или в общий кровоток; или

(g) способ любого из (а)-(f), где заболевание, инфекция или патологическое состояние, реагирующее на повышенный уровень AC6mut in vivo, представляет собой сократительную дисфункцию сердца; застойную сердечную недостаточность (CHF); сердечный фиброз; заболевание кардиомиоцитов; дисфункцию кардиомиоцитов или апоптоз кардиомиоцитов.

8. Способ по п. 1, где:

(a) AC6mut-кодирующая нуклеиновая кислота или ген, функционально связанный с транскрипционной регуляторной последовательностью; или средство доставки, вектор, экспрессирующий вектор, рекомбинантный вирус или эквивалент вводят или доставляют индивидууму или пациенту, нуждающемуся в этом, с помощью перорального введения, внутримышечной (в.м.) инъекции, с помощью внутривенной (в.в.) инъекции, с помощью подкожной (п.к.) инъекции, внутрикожной инъекции, внутриоболочечной инъекции, с помощью внутриартериальной инъекции (в.а.), с помощью внутрикоронарной инъекции, с помощью внутриглазной инъекции или нанесения, с помощью ингаляции или с помощью биолистической системы доставки частиц, или с использованием «генной пушки», пневматического пистолета или с помощью генной пушки HELIOS™ (Bio-Rad Laboratories, Геркулес, Калифорния),

где необязательно AC6mut-кодирующую нуклеиновую кислоту или ген доставляют с помощью внутривенной (IV) инъекции вектора AAV или вектора AAV-9; или

(b) AC6mut-кодирующую нуклеиновую кислоту или ген, функционально связанный с транскрипционной регуляторной последовательностью; или экспрессирующий носитель, вектор, рекомбинантный вирус или эквивалент вводят или доставляют индивидууму или пациенту, нуждающемуся в этом, путем введения в любую клетку, орган, ткань или в жидкостное пространство внутри тела, которое соседствует или дренируется кровотоком, так что белок, кодируемый AC6mut, может секретироваться из клеток в ткань и высвобождаться в кровотоке.

9. Способ по п. 1, где:

(a) индивидууму, пациенту или объекту вводят стимул или сигнал, который индуцирует экспрессию AC6mut-экспрессирующей нуклеиновой кислоты или гена, или индуцирует или активирует промотор (например, промотор, функционально связанный с AC6mut-экспрессирующей нуклеиновой кислотой или с геном), который индуцирует экспрессию или положительно регулирует экспрессию AC6mut-экспрессирующей нуклеиновой кислоты или гена;

(b) индивидууму, пациенту или объекту вводят стимул или сигнал, который индуцирует синтез активатора промотора, где необязательно промотор представляет собой промотор гена АС, или промотор, специфичный для миоцитов;

(c) индивидууму, пациенту или объекту вводят стимул или сигнал, который индуцирует синтез естественного или синтетического активатора AC6mut-экспрессирующей нуклеиновой кислоты или гена или промотора AC6mut-экспрессирующей нуклеиновой кислоты или ген-специфичного промотора,

где необязательно естественный активатор представляет собой эндогенный фактор транскрипции;

(d) способ (с), где синтетический активатор представляет собой ДНК-связывающий белок с доменом «цинковый палец», разработанный для специфичного и селективного включения эндогенного или экзогенного гена-мишени, где необязательно эндогенная мишень представляет собой AC6mut-экспрессирующую нуклеиновую кислоту или ген или активатор AC6mut, или AC6mut-экспрессирующую нуклеиновую кислоту или ген, или активатор промотора, функционально связанного с AC6mut-экспрессирующей нуклеиновой кислотой или геном;

(e) способ по любому из (а)-(с), где стимул или сигнал включает биологический, световой, химический или фармацевтический стимул или сигнал;

(f) индивидууму, пациенту или объекту вводят стимул или сигнал, который стимулирует или индуцирует экспрессию пост-транскрипционного активатора AC6mut, или AC6mut-экспрессирующую нуклеиновую кислоту или ген, или активатор промотора, функционально связанный с AC6mut-экспрессирующей нуклеиновой кислотой или геном, или

(g) индивидууму, пациенту или объекту вводят стимул или сигнал, который ингибирует или индуцирует ингибирование транскрипционного репрессора или посттранскрипционный репрессор АС6-экспрессирующей нуклеиновой кислоты или гена.

10. Способ по п. 9, где химическое или фармацевтическое вещество, которое индуцирует экспрессию AC6mut, или AC6mut-экспрессирующей нуклеиновой кислоты или гена, или индуцирует экспрессию регулируемого или индуцируемого промотора, функционально связанного с AC6mut-экспрессирующей нуклеиновой кислотой или геном, представляет собой или включает пероральный антибиотик, доксициклин или рапамицин; или используется tet-регулируемая система с использованием доксициклина для индуцирования экспрессии AC6mut, или AC6mut-экспрессирующей нуклеиновой кислоты или гена, или их эквивалента.

11. Способ по п. 1, где AC6mut, или AC6mut-экспрессирующая нуклеиновая кислота или ген, или средство доставки, вектор, экспрессирующий вектор, рекомбинантный вирус или эквивалент включен в состав в виде лиофилата, жидкости, геля, гидрогеля, порошка, спрея, мази или водного или солевого состава.

12. Способ по п. 1, где AC6mut, или AC6mut-экспрессирующая нуклеиновая кислота или ген или средство доставки, вектор, экспрессирующий вектор, рекомбинантный вирус или эквивалент включает или включен в состав в виде везикулы, гидрогеля, геля, липосомы, нанолипосомы, наночастицы или нанолипидной частицы (NLP).

13. Способ по п. 1, где AC6mut, или AC6mut-экспрессирующая нуклеиновая кислота или ген или средство доставки, вектор, экспрессирующий вектор, рекомбинантный вирус или эквивалент включен в состав выделенной или культивируемой клетки, и необязательно клетка представляет собой клетку млекопитающего, сердечную клетку или человеческую клетку, клетку примата, не относящегося к человеку, клетку обезьяны, мышиную клетку, крысиную клетку, клетку морской свинки, клетку кролика, клетку хомяка, козью клетку, бычью клетку, лошадиную клетку, овечью клетку, собачью клетку или кошачью клетку.

14. Способ по п. 1, где AC6mut, или AC6mut-экспрессирующая нуклеиновая кислота или ген, или средство доставки, вектор, экспрессирующий вектор, рекомбинантный вирус или эквивалент включен в состав в виде фармацевтического вещества или стерильно.

15. Способ по п. 1, где AC6mut, или AC6mut-экспрессирующая нуклеиновая кислота или ген или средство доставки, вектор, экспрессирующий вектор, рекомбинантный вирус или эквивалент включен в состав или доставляется вместе, на или совместно с промышленным продуктом, искусственным органом или имплантом.

16. Способ по любому из пп. 1-15, где AC6mut, или AC6mut-экспрессирующая нуклеиновая кислота или ген или средство доставки, вектор, экспрессирующий вектор, рекомбинантный вирус или эквивалент экспрессирует AC6mut-полипептид in vitro или ex vivo.

17. Способ лечения, облегчения состояния, реверсии, защиты или предотвращения индивидуума или пациента от AC6mut-реагирующей патологии, инфекции, заболевания, болезни или патологического состояния, включающий практическое применение способа по любому из пп. 1-16.

18. Способ лечения, облегчения состояния, реверсии, защиты или предотвращения кардиопатии или сердечнососудистого заболевания у индивидуума или пациента, нуждающегося в этом, включающий практическое применение способа по любому из пп. 1-16.

19. Способ по п. 18, где кардиопатия или сердечнососудистое заболевание включает: заболевание коронарной артерии (CAD); атеросклероз; тромбоз; рестеноз; васкулит, аутоиммунный или вирусный васкулит; нодозный полиартериит; синдром Чурга-Страсса; артериит Такаясу; болезнь Кавасаки; риккетсиозный васкулит; атеросклеротическая аневризма; миокардиальная гипертрофия; заболевание коронарной артерии (CHD); ишемическую болезнь сердца; ангину; приобретенное вальвулярное или эндокардиальное заболевание; первичное миокардиальное заболевание; миокардит; аритмию; отторжение трансплантата; метаболическую болезнь миокарда; миокардиомиопатию; застойную, гипертрофическую или рестриктивную кардиомиопатию; и/или, сердечный трансплантат.

20. Применение:

AC6mut; AC6mut-экспрессирующей нуклеиновой кислоты или гена; доставляющего носителя, вектора, экспрессирующего вектора, рекомбинантного вируса или эквивалента; адено-ассоциированного вируса (AAV); рекомбинантного вируса AAV или вектора; или аденовирусного вектора, или любого псевдотипа, гибрида или их производного, как представлено в любом из пп. 1-16,

где необязательно AAV или рекомбинантный вирус AAV или вектор содержит AAV-серотип AAV5, AAV6, AAV7, AAV8 или AAV9; AAV (AAVrh) макаки-резус, или AAVrh10; или любой их гибрид или производное, или AC6mut -экспрессирующая клетка или кардиомиоцит,

при получении лекарственного средства для:

(1) лечения объекта, имеющего риск развития или имеющего заболевание сердца или сердечную недостаточность;

(2) лечения, облегчения состояния, реверсирование эффектов, защиты или предотвращения у индивидуума или пациента:

заболевания сердца,

сердечной недостаточности,

ухудшения функции сердца или функционального состояния сердца,

ухудшения функции сердца или функционального состояния сердца, вызванного инфекцией сердца или патологическим состоянием сердца,

(3) усиления перегрузки кальция в интактных сердечных миоцитах путем повышения поглощения Са²⁺ саркоплазматическим ретикулумом (CP) и/или увеличения Са²⁺ переходов с уменьшенным временем релаксации интактных сердечных миоцитов,

(4) ингибирования выработки внутриклеточного уровня цАМФ в сердечных миоцитах,

(5) защиты кардиомиоцитов от сигнала программируемой клеточной смерти (апоптоза), или уменьшения количества сердечных миоцитов, получивших сигнал программируемой клеточной смерти (апоптоза) после апоптотического сигнала,

(6) у пациентов с сердечной недостаточностью или у индивидуумов, имеющих инфекцию сердца или патологическое состояние сердца, вызванное ухудшением функции сердца или функционального состояния сердца, с уменьшением симптомов и/или со снижением смертности; или со снижением частоты госпитализации из-за сердечной недостаточности;

(7) при кардиопатии или сердечнососудистом заболевании; или

(8) при следующих заболеваниях: заболевание коронарной артерии (CAD); атеросклероз; тромбоз; рестеноз; васкулит, аутоиммунный или вирусный васкулит; нодозный полиартериит; Синдром Чурга-Страсса; артериит Такаясу; болезнь Кавасаки; риккетсиозный васкулит; атеросклеротическая аневризма; миокардиальная гипертрофия; заболевание коронарной артерии (CHD); ишемическую болезнь сердца; ангину; приобретенное вальвулярное или эндокардиальное заболевание; первичное миокардиальное заболевание; миокардит; аритмию; отторжение трансплантата; метаболическое миокардиальное заболевание; миокардиомиопатию; застойную, гипертрофическую или рестриктивную кардиомиопатию; и/или, сердечный трансплантат.

21. Терапевтическая композиция, применяемая или представленная в любом из пп. 1-16, для применения в лечении или для лечения:

(1) заболевания сердца, сердечной недостаточности, ухудшения сердечной функции или функционального состояния сердца, ухудшения сердечной функции или функционального состояния сердца, вызванного инфекцией сердца или патологическим состоянием сердца,

(2) усиления перегрузки кальция в интактных кардиомиоцитах путем повышения поглощения Са²⁺ саркоплазматическим ретикулумом (CP) и/или увеличения Са²⁺ переходов с уменьшенным временем релаксации интактных кардиомиоцитов,

(3) ингибирования генерации внутриклеточного уровня сАМР в кардиомиоцитах,

(4) защиты кардиомиоцитов от сигнала программируемой клеточной смерти (апоптоза), или уменьшения количества сердечных миоцитов, получивших сигнал программируемой клеточной смерти (апоптоза) после апоптотического сигнала,

(5) у пациентов с сердечной недостаточностью или у индивидуумов, имеющих инфекцию сердца или патологическое состояние сердца, вызванное ухудшением функции сердца или функционального состояния сердца, с уменьшением симптомов и/или со снижением смертности; или со снижением частоты госпитализации из-за сердечной недостаточности;

(6) при кардиопатии или сердечнососудистом заболевании; или

(7) при следующих заболеваниях: заболевание коронарной артерии (CAD); атеросклероз; тромбоз; рестеноз; васкулит, аутоиммунный или вирусный васкулит; нодозный полиартериит; Синдром Чурга-Страсса; артериит Такаясу; болезнь Кавасаки; риккетсиозный васкулит; атеросклеротическая аневризма; миокардиальная гипертрофия; заболевание коронарной артерии (CHD); ишемическую болезнь сердца; ангину; приобретенное вальвулярное или эндокардиальное заболевание; первичная болезнь миокарда; миокардит; аритмию; отторжение трансплантата; метаболическая болезнь миокарда; миокардиомиопатия; застойная, гипертрофическая или рестриктивная кардиомиопатия; и/или, сердечный трансплантат.